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通過(guò) PROFINET IO 進(jìn)行過(guò)程通信

SIMATIC S7-300 通過(guò)通信處理器或通過(guò)配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線(xiàn)系統。通過(guò)帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶(hù)的角度來(lái)看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒(méi)有區別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設備作為 IO 設備進(jìn)行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現場(chǎng)設備

通過(guò) AS-Interface 進(jìn)行過(guò)程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過(guò) AS-Interface 總線(xiàn)連接現場(chǎng)設備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請參見(jiàn)通信處理器。

通過(guò) CP 或集成接口（點(diǎn)對點(diǎn)）進(jìn)行數據通信

通過(guò) CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統和其他公司的系統
• 打印機
• 機器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內。

使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數據通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )任務(wù)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局數據：
  “全局數據通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數據交換。 一個(gè) S7-300 CPU 可與多達 4 個(gè)數據包交換數據，每個(gè)數據包含有 22 字節數據，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數據交換（使用 STEP 7 V4.x）。
  例如，可以允許一個(gè) CPU 訪(fǎng)問(wèn)另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過(guò) MPI 接口進(jìn)行全局數據通信。
• 內部通信總線(xiàn)(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線(xiàn)。因此，可以通過(guò) MPI 從編程器直接找到與 C 總線(xiàn)連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強大的通信技術(shù)：
  • 多達 32 個(gè) MPI 節點(diǎn)。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 數據傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線(xiàn)電纜、總線(xiàn)連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據需求實(shí)現設計的優(yōu)化調整。例如，任意兩個(gè)MPI節點(diǎn)之間最多可以開(kāi)啟10個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。

未來(lái)，即便面對交通密度不斷加大，網(wǎng)絡(luò )化交通系統和有關(guān)最快捷路線(xiàn)的實(shí)時(shí)更新信息，將幫助城市居民更輕松地抵達目的地。到2050年，汽車(chē)仍會(huì )行駛在大街小巷，但屆時(shí)它只會(huì )是眾多交通方式中的一種。

Marcus Zwick此刻感到心情大好?，F在是星期五下午，一周的工作已經(jīng)大功告成。Zwick是西門(mén)子的一名經(jīng)理，他剛剛回到位于慕尼黑郊區的家中。今天晚上他要去看一場(chǎng)足球賽。午餐的時(shí)候，Zwick上網(wǎng)購買(mǎi)了球賽門(mén)票。他掃了一眼智能手機，要想在開(kāi)賽之前及時(shí)趕到賽場(chǎng)，半小時(shí)內必須出發(fā)。前往體育場(chǎng)的道路上的交通還算順暢。

在交通流量逐步加大時(shí)，Zwick的智能手機指引他穿過(guò)市區——現在距離球賽開(kāi)始還有40分鐘時(shí)間。擋風(fēng)玻璃上的移動(dòng)終端發(fā)出尖銳的報警聲，提示前方發(fā)生交通堵塞，并建議他將車(chē)停放好，去搭乘通勤列車(chē)，以便及時(shí)抵達體育場(chǎng)。Zwick用手指點(diǎn)了幾下顯示屏，導航系統便自動(dòng)改變了目的地，指引他開(kāi)往最近的停車(chē)場(chǎng)。在路上，智能手機中的軟件已經(jīng)購買(mǎi)了一張車(chē)票，確保Zwick不會(huì )浪費一點(diǎn)時(shí)間，可以直接上車(chē)就坐。

盡管上述情景尚未成為現實(shí)，但是這一天并不遙遠。到那時(shí)通過(guò)裝在智能手機中的交通應用軟件，人們可以安全、快捷地穿梭于城市各地。如同Marcus Zwick及其效力的西門(mén)子一樣，世界各地的研究人員和企業(yè)都在努力開(kāi)發(fā)相應的解決方案，目的是讓城市的各類(lèi)交通方式彼此銜接，以便對其進(jìn)行智能化控制。

這一設想背后的理念是，未來(lái)，為使人們能夠有效地從A地到達B地，可以利用智能化系統指引人們穿過(guò)縱橫交錯的城市交通網(wǎng)絡(luò )。出行者和上班族不會(huì )局限于某一種交通方式，而是改換不同的交通工具，具體取決于交通狀況、路線(xiàn)和個(gè)人喜好。例如由電動(dòng)汽車(chē)換乘地鐵，由通勤列車(chē)改騎租賃自行車(chē)，或者相繼利用所有這些交通方式。目前已有滿(mǎn)足上述目的的獨立系統。我們所面臨的挑戰是如何將各種交通方式智能地銜接起來(lái)，使之得到更有效的控制和更充分的利用。

對于智能化、網(wǎng)絡(luò )化交通系統的需求正在快速增長(cháng)。Frost & Sullivan最近開(kāi)展的一項研究表明，到2025年，全球大約60%的人口，也就是大約45億人，將生活在城市中，這個(gè)數字比目前多出10億人。到那時(shí)，全球大約有30個(gè)人口超過(guò)千萬(wàn)的大都市，還有像德國魯爾區這樣由多個(gè)城市彼此相連而組成的城市帶。為數眾多的大都市和城市帶已經(jīng)長(cháng)期深受交通堵塞、停車(chē)位不足和空氣質(zhì)量不佳的困擾。

汽車(chē)：不再是地位的象征。為確保大多數城市的生活仍然具有吸引力，城市決策者正在攜手交通服務(wù)提供商探索新的解決方案。比如，總部設在布魯塞爾的國際公共交通協(xié)會(huì )（UITP）的秘書(shū)長(cháng)Hans Rat，就堅信地方公交將在這一方面發(fā)揮十分關(guān)鍵的作用。

中東大城市也已認識到這一事實(shí)。例如在迪拜，規劃者們高度重視交通系統的整合。在這里，日漸增多的多模式樞紐站將地鐵、公交和海路運輸銜接起來(lái)。所有地鐵站均提供班車(chē)服務(wù)，遠離市中心的偏僻地帶也不例外。乘車(chē)費可以通過(guò)“智能卡”或智能手機電子車(chē)票應用軟件進(jìn)行支付，大大方便了人們換乘不同的交通工具。乘客不必再勞心費神去記車(chē)票價(jià)格，他們將按實(shí)際乘坐的里程付費，還可以利用智能技術(shù)交納停車(chē)費。

據位于德國B(niǎo)ergisch Gladbach的應用科技大學(xué)汽車(chē)研究中心的Stefan Bratzel教授介紹，在歐洲，大城市中越來(lái)越多的年輕人自愿做個(gè)無(wú)車(chē)族，因而汽車(chē)和軌道交通系統逐漸成為受青睞的交通方式。在一項名為“2010年青年與汽車(chē)”的研究項目中，Bratzel和他的團隊對1,100位18到25歲的年輕人進(jìn)行了調查，結果明確表明這一群體已不再將汽車(chē)視為社會(huì )地位的象征。

不來(lái)梅的心理學(xué)家Peter Kruse教授自2000年年中以來(lái)也曾開(kāi)展多項調查，這些調查的結果印證了上述趨勢。“曾幾何時(shí)，交通代表著(zhù)自由，因而被視為特權的象征?，F如今，自由更多地是通過(guò)手機來(lái)表現，不再是汽車(chē)。”他介紹道，作為的對象與個(gè)人獨立性的象征的汽車(chē)，已逐步演變?yōu)橐环N實(shí)實(shí)在在的出行工具。在許多消費者的潛意識中，汽車(chē)不過(guò)是眾多交通工具中的一種而已。

位于德國卡爾斯魯厄的弗勞恩霍夫系統與創(chuàng )新研究學(xué)院的研究結論與此不謀而合。在一個(gè)名為“德國的可持續發(fā)展交通愿景”的研究項目中，該院預測，到2050年，大城市的居民中只有四分之一的人擁有汽車(chē)。研究報告指出：“對于城市居民而言，自行車(chē)和非常節能的輕型電動(dòng)車(chē)將成為新的地位象征。”

交通是一種服務(wù)。最近一段時(shí)間以來(lái)，寶馬和戴姆勒等汽車(chē)制造商已針對消費者不斷變化的交通需求調整了自己的做法。展望未來(lái)，消費者想要購買(mǎi)的將不僅僅是汽車(chē)，他們要購買(mǎi)的首先是交通能力。除城市中涌現的電動(dòng)汽車(chē)拼車(chē)服務(wù)外，這些公司還著(zhù)力于與公交系統的銜接。寶馬有意力爭使“停車(chē)換乘”服務(wù)項目更具吸引力，例如，通過(guò)完善停車(chē)區域的標志，以及在線(xiàn)發(fā)布信息等手段，公布空閑停車(chē)位的數量和下幾班列車(chē)車(chē)次的發(fā)車(chē)時(shí)間。

戴姆勒不僅在烏爾姆、漢堡、*和溫哥華推出car2go服務(wù)，出租其智能型品牌車(chē)，更推出一種創(chuàng )新的拼車(chē)服務(wù)，該服務(wù)可以通過(guò)智能手機或個(gè)人電腦，近乎實(shí)時(shí)地將駕駛者和乘客信息進(jìn)行匹配。這一服務(wù)首次實(shí)現了短途拼車(chē)的即時(shí)安排，從而有助于緩解城市交通擁堵。戴姆勒分管戰略、聯(lián)盟與業(yè)務(wù)創(chuàng )新的副總裁Martin Zimmermann博士指出，現在要做就是將所有公共交通服務(wù)連結起來(lái)，以實(shí)現效率優(yōu)化。他認為此舉將推動(dòng)多模式交通大行其道。這一進(jìn)程已經(jīng)起航。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蔓延為城市實(shí)現更為高效的交通聯(lián)網(wǎng)提供了廣闊潛力。“移動(dòng)通信技術(shù)為實(shí)現‘汽車(chē)與基礎設施通信’創(chuàng )造了條件，這樣交通控制系統就能更快做出響應。”Zwick說(shuō)道。

休斯頓正在應用這一概念。在這個(gè)城市中，西門(mén)子的交通專(zhuān)家實(shí)施了一套智能交通燈控制解決方案。該解決方案不僅記錄即將行至交叉路口的車(chē)輛數量，還可記錄車(chē)輛行駛速度。它根據行近車(chē)輛的數量動(dòng)態(tài)控制交通燈的轉換時(shí)間。新技術(shù)不僅使交通更順暢，預計還可以幫助公交車(chē)準時(shí)準點(diǎn)的行駛。此項基礎設施能夠判斷公交車(chē)是否晚點(diǎn)，如已晚點(diǎn)，將開(kāi)啟綠燈使司機能夠追回延誤的時(shí)間。

多點(diǎn)觸控顯示屏。智能化基礎設施的組件不斷提高智能化水平，但這還不夠。“應該將交通系統的信息加以整合，用來(lái)控制和優(yōu)化交通流量。”Zwick表示。

西門(mén)子不僅是交通燈和交通管理系統這些交通基礎設施組件的全球供應商，它還開(kāi)發(fā)交通控制系統的硬件和軟件，以及用于收集相關(guān)數據并使之轉化為實(shí)用新服務(wù)的信息技術(shù)解決方案。比如，位于愛(ài)爾蘭根和慕尼黑、由Zwick和一名同事領(lǐng)導的西門(mén)子創(chuàng )新交通解決方案部，就已開(kāi)發(fā)出一款大屏幕多點(diǎn)觸控顯示屏。利用該顯示屏，大城市的交通管制中心的工作人員可以全面掌控數量不斷增長(cháng)的信息。

自行車(chē)和非常節能的輕型電動(dòng)車(chē)將成為城市居民新的地位象征。

多點(diǎn)觸控顯示屏從各交通和信息系統采集數據，并以直觀(guān)的方式顯示給工作人員。它還簡(jiǎn)化了承擔不同職責的人員之間的交互。用戶(hù)可以在共享界面上放大路況概覽、關(guān)閉跟蹤或關(guān)聯(lián)不同的數據——就像使用時(shí)下的平板電腦一樣，只需輕動(dòng)手指，一切就可以輕松搞定。

“每個(gè)活動(dòng)對于相關(guān)人員來(lái)說(shuō)都是可視、透明的。”Zwick指出。這個(gè)尚處于原型開(kāi)發(fā)階段的顯示屏，目的是將向人們展示未來(lái)發(fā)展的可能性。另外，相關(guān)信息還可以發(fā)送到外出工作人員的移動(dòng)終端上，使他們也能參與決策。這樣不僅能夠提高反應速度，還將使協(xié)作更加準確可靠。公交車(chē)和列車(chē)將更準時(shí)，換乘的候車(chē)時(shí)間也將得以縮短。

當然很多此類(lèi)信息也向公眾開(kāi)放。通過(guò)智能終端，他們可以查看新交通信息，并且自行選擇換乘交通方式，正如Zwick在球賽后想去會(huì )友時(shí)的做法一樣。掃一眼智能手機就知道他們在牛排餐廳會(huì )面。這再好不過(guò)了。他此刻正想大快朵頤。交通軟件告訴他乘坐地鐵可以在30分鐘內抵達餐館。他不想讓朋友們久等，于是又查看起菜單和點(diǎn)菜單。